Structure cristalline et organisation des canaux d'inclusions d'air dans le givre atmospherique : analyse experimentale et modelisation
Institution:
Clermont-Ferrand 2Disciplines:
Directors:
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Les caracteristiques morphologiques, cristallines et structurelles de depots de givre obtenus en soufflerie fonctionnant en nuages naturels sont analysees afin de comprendre comment les conditions de croissance modifient les processus de formation du givre et de quelle facon les modifications induites affectent a leur tour les caracteristiques du givre. La structure cristalline (taille, orientation et arrangement des cristaux) d'une part, l'organisation et l'orientation des canaux d'inclusions d'air, d'autre part, sont analysees dans le but d'obtenir des renseignements sur les facteurs physiques qui conditionnent la direction de croissance et la masse volumique locale du givre. L'analyse cristallographique revele que les cristaux, dans les zones de glace compacte sans inclusions d'air, conservent une orientation normale a la surface du depot de givre tout au long de la croissance alors que dans les parties laterales plus aerees, les cristaux s'orientent suivant la direction des lignes formees par les inclusions d'air. En parallele de cela, l'analyse macroscopique met en evidence l'influence de la taille de l'obstacle et des conditions de captation des gouttes sur l'orientation des lignes d'inclusions d'air et sur la forme stable du givre. Ces deux dernieres caracteristiques peuvent etre toutes les deux classees suivant le parametre inertiel corrige des gouttes. Nous avons ainsi pu etablir, au moyen des donnees experimentales, une relation lineaire entre l'orientation des lignes d'inclusions d'air et l'angle d'impact des gouttes. Les simulations realisees a l'aide d'un modele d'agregation balistique de particules spheriques indeformables ont montre que ces inclusions d'air se forment par la nature aleatoire de la repartition des gouttes loin de l'obstacle et par effet d'ombrage cree par les gouttes captees. L'augmentation de l'effet d'ombrage avec l'angle d'impact des gouttes a pour consequence de provoquer une augment